JP2008112056A - Audio sigmal processor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the quality of reproduced sound of a digital audio sigmal. <P>SOLUTION: A minimal and maximal point detector 1 detects the local minimal point and the local maximal point in a waveform of an input digital audio sigmal, and a tilt calculation section 2 calculates a tilt value of a straight line for connecting adjoining the local minimal point and the local maximal point. A normalization value calculation section 3 calculates a value in which the value on the straight line for connecting the adjoining the local minimal point and the local maximal point, is subtracted from each sample value, as a normalization value. An auxiliary value calculation section 4 calculates the value in which the normalization value for each sample calculated in the normalization value calculation section 3, is added to the value in which a coefficient according to the sampling interval number between the adjacent local minimal point and the local maximal point is multiplied with the normalization value, as the auxiliary value. An output data creation section 6 adds the auxiliary value for each sample which is calculated in the auxiliary value calculation section 4 to the value on the straight line for connecting the adjoining the local minimal point and the local maximal point at timing of each sample, and outputs it. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタル音声信号の再生音の音質を改善する音声信号処理装置に関する。   The present invention relates to an audio signal processing apparatus that improves the quality of reproduced sound of a digital audio signal.

一般に、アナログ音声信号からデジタル音声信号(圧縮音声データを含む)への変換により、高周波成分が除去される。このため、デジタル音声信号をそのままD/A変換してスピーカにより再生しても、原音を忠実に再生することができない。   In general, high-frequency components are removed by conversion from an analog audio signal to a digital audio signal (including compressed audio data). For this reason, even if a digital audio signal is directly D / A converted and reproduced by a speaker, the original sound cannot be reproduced faithfully.

そこで、デジタル音声信号を原音に近づけるため、特許文献1,2に記載されているような技術が提案されている。特許文献1,2では、デジタル音声信号の時間軸のオリジナルの波形(高周波成分が除去されていない場合のデジタル音声信号の波形)が矩形波に近いと想定して、入力データ波形を矩形波に近づけるように補正している。この方法では、図5に示すように、入力データ波形において極小値をとるサンプルの前後のサンプルに対しては、それぞれのサンプル値から所定の値を減算し、極大値をとるサンプルの前後のサンプルに対しては、それぞれのサンプル値に所定の値を加算することにより、入力データ波形を矩形波に近づけるようにしている。
特開2002−169597号公報 特開2002−189498号公報
Therefore, techniques as described in Patent Documents 1 and 2 have been proposed in order to bring a digital audio signal closer to the original sound. In Patent Documents 1 and 2, assuming that the original waveform of the digital audio signal on the time axis (the waveform of the digital audio signal when the high frequency component is not removed) is close to a rectangular wave, the input data waveform is changed to a rectangular wave. It is corrected so that it is closer. In this method, as shown in FIG. 5, with respect to samples before and after the sample having the minimum value in the input data waveform, a predetermined value is subtracted from each sample value, and the samples before and after the sample having the maximum value are subtracted. On the other hand, the input data waveform is approximated to a rectangular wave by adding a predetermined value to each sample value.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-169597 JP 2002-189498 A

ところで、オリジナルの波形が三角波のような鋭角的な波形である場合、デジタル音声信号の波形は、A/D変換により高周波成分が欠落することで、矩形波のような波形に近づいたものになっている。このようなデジタル音声信号に対して、特許文献1,2に記載された技術により波形の補正を行うと、矩形波に近づけるように補正されるため、オリジナルの鋭角的な波形からは遠ざかることになる。   By the way, when the original waveform is an acute waveform such as a triangular wave, the waveform of the digital audio signal is close to a waveform such as a rectangular wave due to loss of high frequency components by A / D conversion. ing. When such a digital audio signal is corrected by the techniques described in Patent Documents 1 and 2, the waveform is corrected so as to be close to a rectangular wave, so that it is away from the original acute waveform. Become.

このように特許文献1,2に記載された技術では、オリジナルの波形が鋭角的な波形である場合のように、入力データ波形をオリジナルの波形に近づけることができず音質改善効果が得られないことがあった。   As described above, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, the input data waveform cannot be brought close to the original waveform as in the case where the original waveform is an acute waveform, and the sound quality improvement effect cannot be obtained. There was a thing.

本発明は上記に鑑みてなされたもので、デジタル音声信号の音質改善処理において、デジタル音声信号のオリジナルの波形が、矩形波のような波形、鋭角的な波形のいずれであっても、再生音の音質を改善することができる音声信号処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above. In the sound quality improvement processing of a digital audio signal, even if the original waveform of the digital audio signal is a waveform such as a rectangular wave or an acute waveform, An object of the present invention is to provide an audio signal processing apparatus capable of improving the sound quality of the sound.

上記目的を達成するため、本発明の音声信号処理装置は、外部から入力されるデジタル音声信号の各サンプルについて、当該サンプルのサンプル値を時間的に1つ前のサンプルのサンプル値と比較し、その比較結果に基づいて、前記デジタル音声信号の波形における極小点と極大点とを検出する極点検出手段と、前記波形中で隣接する極小点と極大点とをつなぐ直線の傾き値を算出する傾き算出手段と、この傾き算出手段で算出した前記傾き値を用いて、前記隣接する極小点と極大点との間の各サンプルのサンプル値が、前記直線に対してどの程度ずれているかを示す値である正規化値を算出する正規化値算出手段と、この正規化値算出手段で算出した前記正規化値、および前記隣接する極小点と極大点との間のサンプリング間隔数に応じた係数を用いて、前記隣接する極小点と極大点との間の各サンプルを、前記直線からのずれが大きくなる方向に補正するための補正値を、各サンプルについて算出する補正値算出手段と、この補正値算出手段で算出した各サンプルについての前記補正値を、各サンプルのタイミングにおける前記直線上の値に加算して出力する出力データ生成手段とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the audio signal processing apparatus of the present invention compares the sample value of the sample with the sample value of the immediately previous sample for each sample of the digital audio signal input from the outside, Based on the comparison result, the extreme point detecting means for detecting the minimum point and the maximum point in the waveform of the digital audio signal, and the slope for calculating the slope value of the straight line connecting the adjacent minimum point and the maximum point in the waveform A value indicating how much the sample value of each sample between the adjacent minimum point and the maximum point is deviated from the straight line using the calculation means and the inclination value calculated by the inclination calculation means. According to the normalized value calculating means for calculating the normalized value, the normalized value calculated by the normalized value calculating means, and the number of sampling intervals between the adjacent minimum and maximum points. Correction value calculation means for calculating a correction value for correcting each sample between the adjacent minimum point and the maximum point in a direction in which the deviation from the straight line increases, using a number; Output data generating means for adding the correction value for each sample calculated by the correction value calculating means to the value on the straight line at the timing of each sample and outputting the added value.

また、本発明の音声信号処理装置は、外部から入力されるデジタル音声信号の各サンプルについて、当該サンプルのサンプル値を時間的に1つ前のサンプルのサンプル値と比較し、その比較結果に基づいて、前記デジタル音声信号の波形における極小点と極大点とを検出する極点検出手段と、前記波形中で隣接する極小点と極大点とをつなぐ直線の傾き値を算出する傾き算出手段と、この傾き算出手段で算出した前記傾き値を用いて、前記隣接する極小点と極大点との間の各サンプルのタイミングにおける前記直線上の値をそれぞれ算出し、この算出結果を対応する各サンプルのサンプル値から減算した値を、各サンプルについての正規化値として算出する正規化値算出手段と、この正規化値算出手段で算出した各サンプルについての前記正規化値と、前記隣接する極小点と極大点との間のサンプリング間隔数に応じた係数を前記正規化値に乗算した値とを加算した値を、各サンプルについての補正値として算出する補正値算出手段と、この補正値算出手段で算出した各サンプルについての前記補正値を、各サンプルのタイミングにおける前記直線上の値に加算して出力する出力データ生成手段とを備えることを特徴とする。   Also, the audio signal processing apparatus of the present invention compares the sample value of the sample with the sample value of the immediately previous sample for each sample of the digital audio signal input from the outside, and based on the comparison result A maximum point detecting means for detecting a minimum point and a maximum point in the waveform of the digital audio signal; a slope calculating means for calculating a slope value of a straight line connecting adjacent minimum points and maximum points in the waveform; and Using the inclination value calculated by the inclination calculating means, the value on the straight line at the timing of each sample between the adjacent local minimum point and local maximum point is calculated, respectively, and the calculation result is the sample of each corresponding sample. A normalized value calculating means for calculating a value subtracted from the value as a normalized value for each sample, and the positive value for each sample calculated by the normalized value calculating means. A correction value for calculating a correction value for each sample by adding a normalized value and a value obtained by multiplying the normalized value by a coefficient corresponding to the number of sampling intervals between the adjacent minimum and maximum points It is characterized by comprising: a calculating means; and an output data generating means for adding the correction value for each sample calculated by the correction value calculating means to the value on the straight line at the timing of each sample and outputting it.

本発明の音声信号処理装置によれば、デジタル音声信号の波形中で隣接する極小点と極大点との間の各サンプルを、隣接する極小点と極大点とをつなぐ直線からのずれが大きくなる方向に補正するので、オリジナルの波形が、矩形波のような波形、鋭角的な波形のいずれであっても、デジタル音声信号の波形をオリジナルの波形に近づけるように補正することができ、デジタル音声信号の再生音の音質を改善することができる。   According to the audio signal processing apparatus of the present invention, each sample between adjacent local minimum points and local maximum points in the waveform of a digital audio signal is greatly displaced from a straight line connecting the adjacent local minimum points and local maximum points. Since the waveform is corrected in the direction, it can be corrected so that the waveform of the digital audio signal is close to the original waveform, regardless of whether the original waveform is a rectangular waveform or an acute waveform. The sound quality of the reproduced sound of the signal can be improved.

以下、本発明の音声信号処理装置を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。   The best mode for carrying out an audio signal processing apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態に係る音声信号処理装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように本実施の形態に係る音声信号処理装置は、外部から入力されるデジタル音声信号の波形における極小点と極大点とを検出する極点検出部1と、デジタル音声信号の波形中で隣接する極小点と極大点とをつなぐ直線の傾き値を算出する傾き算出部2と、傾き算出部2で算出した傾き値を用いて、隣接する極小点と極大点との間の各サンプルが、隣接する極小点と極大点とをつなぐ直線に対してどの程度ずれているかを示す値である正規化値を算出する正規化値算出部3と、正規化値算出部3で算出した正規化値、および隣接する極小点と極大点との間のサンプリング間隔数に応じた係数を用いて、隣接する極小点と極大点との間の各サンプルを、隣接する極小点と極大点とをつなぐ直線からのずれが大きくなる方向に補正するための補正値を各サンプルについて算出する補正値算出部4と、隣接する極小点と極大点との間のサンプリング間隔数に応じた係数を保存する係数テーブル5と、補正値算出部4で算出した各サンプルについての補正値を、各サンプルのタイミングにおける、隣接する極小点と極大点をつなぐ直線上の値に加算して出力する出力データ生成部6とを備える。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the audio signal processing apparatus according to the present embodiment includes an extreme point detection unit 1 that detects a local minimum point and a local maximum point in a waveform of a digital audio signal input from the outside, and a waveform of the digital audio signal. The slope calculation unit 2 that calculates the slope value of a straight line connecting the local minimum point and the local maximum point, and each sample between the local minimum point and the local maximum point using the slope value calculated by the slope calculation unit 2 Is a normalization value calculation unit 3 that calculates a normalization value that is a value indicating how much is deviated with respect to a straight line connecting adjacent local minimum points and local maximum points, and a normalization value calculated by the normalization value calculation unit 3 Each of the samples between the adjacent local minimum points and the local maximum points, and the coefficient corresponding to the number of sampling intervals between the adjacent local minimum points and the local maximum points. Correct in a direction that increases the deviation from the connecting straight line. A correction value calculation unit 4 that calculates a correction value for each sample, a coefficient table 5 that stores a coefficient corresponding to the number of sampling intervals between adjacent local minimum points, and a correction value calculation unit 4 And an output data generation unit 6 that adds the correction value for each sample to a value on a straight line connecting adjacent local minimum points and local maximum points at the timing of each sample.

次に、本実施の形態に係る音声信号処理装置の動作を説明する。   Next, the operation of the audio signal processing apparatus according to this embodiment will be described.

外部からデジタル音声信号が入力されると、極点検出部1は、入力されたデジタル音声信号の数サンプルを一旦記録する。そして、記録した各サンプルについて、当該サンプルのサンプル値を時間的に1つ前のサンプルのサンプル値と比較し、大きいか、小さいか、同じかを検出する。その比較結果に基づいて、極点検出部1は、入力デジタル音声信号の波形における極小点と極大点とを検出する。   When a digital audio signal is input from the outside, the pole detection unit 1 temporarily records several samples of the input digital audio signal. Then, for each recorded sample, the sample value of the sample is compared with the sample value of the previous sample in time to detect whether it is large, small, or the same. Based on the comparison result, the pole detection unit 1 detects a minimum point and a maximum point in the waveform of the input digital audio signal.

次に、傾き算出部2は、極点検出部1で検出された極小点、極大点の値、および極小点と極大点との間のサンプリング間隔数に基づいて、デジタル音声信号の波形中で隣接する極小点と極大点とをつなぐ直線の傾き値を算出する。   Next, the slope calculation unit 2 is adjacent in the waveform of the digital audio signal based on the local minimum point detected by the local point detection unit 1, the value of the local maximum point, and the number of sampling intervals between the local minimum point and the local maximum point. The slope value of the straight line connecting the minimum point and the maximum point to be calculated is calculated.

正規化値算出部3は、傾き算出部2で算出した傾き値を用いて、隣接する極小点と極大点との間の各サンプルのタイミングにおける、隣接する極小点と極大点とをつなぐ直線上の値をそれぞれ算出し、この算出結果を対応する各サンプルのサンプル値から減算した値を、各サンプルについての正規化値として算出する。   The normalized value calculation unit 3 uses the inclination value calculated by the inclination calculation unit 2 on the straight line connecting the adjacent minimum point and the maximum point at the timing of each sample between the adjacent minimum point and the maximum point. The value obtained by subtracting the calculated result from the sample value of each corresponding sample is calculated as a normalized value for each sample.

そして、補正値算出部4は、正規化値算出部3で算出した各サンプルについての正規化値と、隣接する極小点と極大点との間のサンプリング間隔数に応じた係数を正規化値に乗算した値とを加算した値を、各サンプルについての補正値として算出する。ここで、隣接する極小点と極大点との間のサンプリング間隔数に応じた係数は、係数テーブル5から取得する。   Then, the correction value calculation unit 4 uses the normalized value for each sample calculated by the normalized value calculation unit 3 and a coefficient corresponding to the number of sampling intervals between the adjacent minimum points and maximum points as the normalized value. A value obtained by adding the multiplied values is calculated as a correction value for each sample. Here, a coefficient corresponding to the number of sampling intervals between adjacent local minimum points and local maximum points is acquired from the coefficient table 5.

図2に係数テーブル5の一例を示す。図2に示すように、係数テーブル5では、隣接する極小点と極大点との間のサンプリング間隔数が少ない場合(サンプリング間隔数=2〜5)に比較的大きい係数α=1/2が設定され、サンプリング間隔数が多くなると段階的に小さくなるように設定されている。   An example of the coefficient table 5 is shown in FIG. As shown in FIG. 2, in the coefficient table 5, a relatively large coefficient α = 1/2 is set when the number of sampling intervals between adjacent minimum points and maximum points is small (the number of sampling intervals = 2 to 5). As the number of sampling intervals increases, it is set to decrease stepwise.

そして、出力データ生成部6は、この補正値算出部4で算出した各サンプルについての補正値を、各サンプルのタイミングにおける、隣接する極小点と極大点とをつなぐ直線上の値に加算して出力する。   Then, the output data generation unit 6 adds the correction value for each sample calculated by the correction value calculation unit 4 to a value on a straight line connecting adjacent local minimum points and local maximum points at the timing of each sample. Output.

以上のようにしてデジタル音声信号の補正処理を行う際の処理対象の第1例として、図3(a)に示すような時間軸波形のデジタル音声信号が入力された場合について説明する。   A case where a digital audio signal having a time axis waveform as shown in FIG. 3A is input will be described as a first example of a processing target when digital audio signal correction processing is performed as described above.

図3(a)に示すデジタル音声信号が入力されると、極点検出部1によりサンプルAが極小点として検出され、サンプルAが極大点として検出される。ここで、サンプルA〜Aのサンプル値をa〜aとし、a=100,a=200,a=460,a=680,a=880,a=1000とする。 When the digital audio signal shown in FIG. 3A is input, the pole detection unit 1 detects the sample A 3 as a minimum point and the sample A 8 as a maximum point. Here, the sample values of the samples A 3 to A 8 are a 3 to a 8, and a 3 = 100, a 4 = 200, a 5 = 460, a 6 = 680, a 7 = 880, a 8 = 1000 To do.

次に、傾き算出部2において、サンプルAとサンプルAとをつなぐ直線11の傾き値が算出される。サンプルAとサンプルAとの間のサンプリング間隔数は5であるので、傾き値kは、以下の(数式1)のように算出される。 Next, the inclination calculation unit 2 calculates the inclination value of the straight line 11 connecting the sample A 3 and the sample A 8 . Since the number of sampling intervals between the sample A 3 and the sample A 8 is 5, the slope value k 1 is calculated as (Equation 1) below.

=(1000−100)/5=180 (数式1) k 1 = (1000-100) / 5 = 180 ( Equation 1)

次に、正規化値算出部3において、サンプルA〜Aについての正規化値n〜nが算出される。正規化値n〜nは、サンプルA〜Aが直線11に対してどの程度ずれているかの指標となる値である(図3(b)参照)。正規化値n〜nは、以下の(数式2)〜(数式7)のように、サンプルA〜Aそれぞれのタイミングにおける直線11上の値を、サンプル値a〜aから減算することにより算出される。 Next, the normalized value calculation unit 3 calculates normalized values n 3 to n 8 for the samples A 3 to A 8 . The normalized values n 3 to n 8 are values that serve as indicators of how much the samples A 3 to A 8 are shifted from the straight line 11 (see FIG. 3B). The normalized values n 3 to n 8 are obtained by changing the values on the straight line 11 at the respective timings of the samples A 3 to A 8 from the sample values a 3 to a 8 as in the following (Formula 2) to (Formula 7). Calculated by subtraction.

=100−100=0 (数式2)
=200−(100+180×1)=−80 (数式3)
=460−(100+180×2)=0 (数式4)
=680−(100+180×3)=40 (数式5)
=880−(100+180×4)=60 (数式6)
=1000−1000=0 (数式7)
n 3 = 100-100 = 0 (Equation 2)
n 4 = 200− (100 + 180 × 1) = − 80 (Formula 3)
n 5 = 460− (100 + 180 × 2) = 0 (Formula 4)
n 6 = 680− (100 + 180 × 3) = 40 (Formula 5)
n 7 = 880− (100 + 180 × 4) = 60 (Formula 6)
n 8 = 1000−1000 = 0 (Formula 7)

次に、補正値算出部4において、サンプルA〜Aについての補正値p〜pが算出される。補正値p〜pは、以下の(数式8)〜(数式13)のように、各サンプルについての正規化値n〜nと、サンプルAとサンプルAとの間のサンプリング間隔数に応じた係数αを正規化値n〜nに乗算した値とを加算することにより算出される。ここでは、サンプルAとサンプルAとの間のサンプリング間隔数は5であるので、図2より、係数α=1/2である。 Then, the correction value calculating unit 4, the correction value p 3 ~p 8 for samples A 3 to A 8 are calculated. The correction values p 3 to p 8 are sampled between the normalized values n 3 to n 8 for each sample and the sample A 3 and the sample A 8 as in the following (formula 8) to (formula 13). It is calculated by adding a value obtained by multiplying the normalized value n 3 to n 8 by a coefficient α corresponding to the number of intervals. Here, since the number of sampling intervals between the sample A 3 and the sample A 8 is 5, the coefficient α is ½ from FIG.

=0 (数式8)
=−80+(−80×1/2)=−120 (数式9)
=0 (数式10)
=40+(40×1/2)=60 (数式11)
=60+(60×1/2)=90 (数式12)
=0 (数式13)
p 3 = 0 (Formula 8)
p 4 = −80 + (− 80 × 1/2) = − 120 (Equation 9)
p 5 = 0 (Formula 10)
p 6 = 40 + (40 × 1/2) = 60 (Formula 11)
p 7 = 60 + (60 × 1/2) = 90 (Equation 12)
p 8 = 0 (Formula 13)

次に、出力データ生成部6において、補正後のサンプル値a´〜a´が算出される。補正後のサンプル値a´〜a´は、以下の(数式14)〜(数式19)のように、各サンプルについての補正値p〜pを、各サンプルのタイミングにおける直線11上の値に加算して算出する。 Next, the output data generation unit 6 calculates the corrected sample values a 3 ′ to a 8 ′. The corrected sample values a 3 ′ to a 8 ′ are obtained by changing the correction values p 3 to p 8 for each sample on the straight line 11 at the timing of each sample, as in the following (Formula 14) to (Formula 19). It is calculated by adding to the value of.

´=100+0=100 (数式14)
´=(100+180×1)−120=160 (数式15)
´=(100+180×2)+0=460 (数式16)
´=(100+180×3)+60=700 (数式17)
´=(100+180×4)+90=910 (数式18)
´=1000+0=1000 (数式19)
a 3 ′ = 100 + 0 = 100 (Formula 14)
a 4 ′ = (100 + 180 × 1) −120 = 160 (Formula 15)
a 5 ′ = (100 + 180 × 2) + 0 = 460 (Formula 16)
a 6 ′ = (100 + 180 × 3) + 60 = 700 (Formula 17)
a 7 ′ = (100 + 180 × 4) + 90 = 910 (Formula 18)
a 8 ′ = 1000 + 0 = 1000 (Formula 19)

この第1例の補正処理後の波形を図3(c)に示す。図3(c)において、サンプルA´,A´,A´は、それぞれサンプルA,A,Aに対応する補正処理後のサンプル点を示し、補正処理前の波形を点線、補正処理後の波形を実線で示している。 The waveform after the correction process of the first example is shown in FIG. In FIG. 3C, samples A 4 ′, A 6 ′, and A 7 ′ indicate sample points after correction processing corresponding to the samples A 4 , A 6 , and A 7 , respectively, and the waveforms before the correction processing are dotted lines The waveform after the correction processing is indicated by a solid line.

第1例では、入力デジタル音声信号の波形のサンプルA〜A間において、サンプルA,Aにおける波形の傾きが、直線11の傾きよりも小さくなっているため、オリジナルの波形は矩形波のような波形であると予想される。そこで、上記に説明した補正処理を行うことにより、図3(c)に示すように、サンプルA,Aにおける補正後の波形の傾きを、補正前の波形の傾きよりもさらに小さくすることで、予想される矩形波のような波形に近づけることができ、これにより、再生音の音質の改善を図ることができる。 In the first example, between samples A 3 to A 8 of the waveform of the input digital audio signals, since the slope of the waveform at sample A 3, A 8 is smaller than the slope of the straight line 11, the original waveform rectangular It is expected to be a wave-like waveform. Therefore, by performing the correction process described above, as shown in FIG. 3C, the slope of the waveform after correction in samples A 3 and A 8 is made smaller than the slope of the waveform before correction. Thus, it can be approximated to a waveform like an expected rectangular wave, thereby improving the sound quality of the reproduced sound.

次に、補正処理対象の第2例として、図4(a)に示すような時間軸波形のデジタル音声信号が入力された場合について説明する。   Next, a case where a digital audio signal having a time axis waveform as shown in FIG. 4A is input as a second example of the correction processing target will be described.

図4(a)に示すデジタル音声信号が入力されると、極点検出部1によりサンプルBが極小点として検出され、サンプルBが極大点として検出される。ここで、サンプルB〜Bのサンプル値をb〜bとし、b=100,b=330,b=500,b=640,b=780,b=1000とする。 When the digital audio signal shown in FIG. 4 (a) is input, the sample B 3 is detected as the minimum point by the pole detection unit 1, the sample B 8 is detected as the maximum point. Here, the sample values of the samples B 3 to B 8 are b 3 to b 8 and b 3 = 100, b 4 = 330, b 5 = 500, b 6 = 640, b 7 = 780, b 8 = 1000. To do.

次に、傾き算出部2において、サンプルBとサンプルBとをつなぐ直線12の傾き値が算出される。サンプルBとサンプルBとの間のサンプリング間隔数は5であるので、傾き値kは、以下の(数式20)のように算出される。 Next, the inclination calculation unit 2 calculates the inclination value of the straight line 12 connecting the sample B 3 and the sample B 8 . Since the number of sampling intervals between the sample B 3 and the sample B 8 is 5, the slope value k 2 is calculated as (Equation 20) below.

=(1000−100)/5=180 (数式20) k 2 = (1000-100) / 5 = 180 ( Equation 20)

次に、正規化値算出部3において、以下の(数式20)〜(数式25)のように、第1例と同様の方法で、サンプルB〜Bについての正規化値m〜mが算出される。 Next, in the normalized value calculation unit 3, the normalized values m 3 to m for the samples B 3 to B 8 are obtained in the same manner as in the first example, as in the following (Expression 20) to (Expression 25). 8 is calculated.

=100−100=0 (数式20)
=330−(100+180×1)=50 (数式21)
=500−(100+180×2)=40 (数式22)
=640−(100+180×3)=0 (数式23)
=780−(100+180×4)=−40 (数式24)
=1000−1000=0 (数式25)
m 3 = 100-100 = 0 (Formula 20)
m 4 = 330− (100 + 180 × 1) = 50 (Formula 21)
m 5 = 500− (100 + 180 × 2) = 40 (Formula 22)
m 6 = 640− (100 + 180 × 3) = 0 (Formula 23)
m 7 = 780− (100 + 180 × 4) = − 40 (Equation 24)
m 8 = 1000−1000 = 0 (Formula 25)

次に、補正値算出部4において、以下の(数式26)〜(数式31)のように、第1例と同様の方法で、サンプルB〜Bについての補正値q〜qが算出される。 Then, the correction value calculating unit 4, as shown in the following (Equation 26) to (Equation 31), in the first example and the same method, the correction value q 3 to q 8 for the sample B 3 .about.B 8 is Calculated.

=0 (数式26)
=50+(50×1/2)=75 (数式27)
=40+(40×1/2)=60 (数式28)
=0 (数式29)
=−40+(−40×1/2)=−60 (数式30)
=0 (数式31)
q 3 = 0 (Formula 26)
q 4 = 50 + (50 × 1/2) = 75 (Equation 27)
q 5 = 40 + (40 × 1/2) = 60 (Equation 28)
q 6 = 0 (Equation 29)
q 7 = −40 + (− 40 × 1/2) = − 60 (Equation 30)
q 8 = 0 (Formula 31)

次に、出力データ生成部6において、以下の(数式32)〜(数式37)のように、第1例と同様の方法で、補正後のサンプル値b´〜b´が算出される。 Next, the output data generation unit 6 calculates the corrected sample values b 3 ′ to b 8 ′ by the same method as in the first example, as in the following (Equation 32) to (Equation 37). .

´=100+0=100 (数式32)
´=(100+180×1)+75=355 (数式33)
´=(100+180×2)+60=520 (数式34)
´=(100+180×3)+0=640 (数式35)
´=(100+180×4)−60=760 (数式36)
´=1000+0=1000 (数式37)
b 3 ′ = 100 + 0 = 100 (Formula 32)
b 4 ′ = (100 + 180 × 1) + 75 = 355 (Formula 33)
b 5 ′ = (100 + 180 × 2) + 60 = 520 (Formula 34)
b 6 ′ = (100 + 180 × 3) + 0 = 640 (Formula 35)
b 7 ′ = (100 + 180 × 4) −60 = 760 (Formula 36)
b 8 ′ = 1000 + 0 = 1000 (Formula 37)

この第2例の補正処理後の波形を図4(c)に示す。図4(c)において、サンプルB´,B´,B´は、それぞれサンプルB,B,Bに対応する補正処理後のサンプル点を示し、補正処理前の波形を点線、補正処理後の波形を実線で示している。 The waveform after the correction process of the second example is shown in FIG. In FIG. 4C, samples B 4 ′, B 5 ′, and B 7 ′ indicate sample points after correction processing corresponding to the samples B 4 , B 5 , and B 7 , respectively, and the waveforms before the correction processing are dotted lines The waveform after the correction processing is indicated by a solid line.

第2例では、入力デジタル音声信号の波形のサンプルB〜B間において、サンプルB,Bにおける波形の傾きが、直線12の傾きよりも大きくなっているため、オリジナルの波形は鋭角的な波形であると予想される。そこで、上記に説明した補正処理を行うことにより、図4(c)に示すように、サンプルB,Bにおける補正後の波形の傾きを、補正前の波形の傾きよりもさらに大きくすることで、予想される鋭角的な波形に近づけることができ、これにより、再生音の音質の改善を図ることができる。 In a second example, between samples B 3 .about.B 8 waveforms of the input digital audio signals, since the slope of the waveform at sample B 3, B 8 is greater than the slope of the straight line 12, the original waveform acute It is expected to be a typical waveform. Therefore, by performing the correction process described above, as shown in FIG. 4C, the slope of the waveform after correction in samples B 3 and B 8 is made larger than the slope of the waveform before correction. Thus, it can be close to the expected sharp waveform, and thereby the quality of the reproduced sound can be improved.

このように本実施の形態によれば、デジタル音声信号の波形中で隣接する極小点と極大点との間の各サンプルを、隣接する極小点と極大点とをつなぐ直線からのずれが大きくなる方向に補正する。このため、上記第1例のようにオリジナルの波形が矩形波のような波形である場合、第2例のようにオリジナルの波形が鋭角的な波形である場合のいずれであっても、デジタル音声信号の波形をオリジナルの波形に近づけるように補正することができ、再生音の音質を改善することができる。   As described above, according to the present embodiment, each sample between adjacent local minimum points and local maximum points in the waveform of the digital audio signal is greatly deviated from the straight line connecting the adjacent local minimum points and local maximum points. Correct in the direction. For this reason, even if the original waveform is a rectangular waveform like the first example, or the original waveform is an acute waveform like the second example, the digital audio The signal waveform can be corrected so as to be close to the original waveform, and the quality of the reproduced sound can be improved.

なお、上記した音声信号処理装置の機能をプログラムによりコンピュータに実現させるようにしてもよい。このプログラムは、記録媒体から読みとられてコンピュータに取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介して伝送されてコンピュータに取り込まれてもよい。   The functions of the audio signal processing apparatus described above may be realized by a computer by a program. This program may be read from a recording medium and loaded into a computer, or may be transmitted via a communication network and loaded into a computer.

本発明の実施の形態に係る音声信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the audio | voice signal processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 係数テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a coefficient table. 図1に示す音声信号処理装置による波形補正処理の第1例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st example of the waveform correction process by the audio | voice signal processing apparatus shown in FIG. 図1に示す音声信号処理装置による波形補正処理の第2例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd example of the waveform correction process by the audio | voice signal processing apparatus shown in FIG. 従来技術による処理波形を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the processing waveform by a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 極点検出部
2 傾き算出部
3 正規化値算出部
4 補正値算出部
5 係数テーブル
6 出力データ生成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pole detection part 2 Inclination calculation part 3 Normalization value calculation part 4 Correction value calculation part 5 Coefficient table 6 Output data generation part

Claims (2)

外部から入力されるデジタル音声信号の各サンプルについて、当該サンプルのサンプル値を時間的に1つ前のサンプルのサンプル値と比較し、その比較結果に基づいて、前記デジタル音声信号の波形における極小点と極大点とを検出する極点検出手段と、
前記波形中で隣接する極小点と極大点とをつなぐ直線の傾き値を算出する傾き算出手段と、
この傾き算出手段で算出した前記傾き値を用いて、前記隣接する極小点と極大点との間の各サンプルのサンプル値が、前記直線に対してどの程度ずれているかを示す値である正規化値を算出する正規化値算出手段と、
この正規化値算出手段で算出した前記正規化値、および前記隣接する極小点と極大点との間のサンプリング間隔数に応じた係数を用いて、前記隣接する極小点と極大点との間の各サンプルを、前記直線からのずれが大きくなる方向に補正するための補正値を、各サンプルについて算出する補正値算出手段と、
この補正値算出手段で算出した各サンプルについての前記補正値を、各サンプルのタイミングにおける前記直線上の値に加算して出力する出力データ生成手段と
を備えることを特徴とする音声信号処理装置。
For each sample of the digital audio signal input from the outside, the sample value of the sample is compared with the sample value of the previous sample in time, and based on the comparison result, the minimum point in the waveform of the digital audio signal And extreme point detection means for detecting the local maximum point,
An inclination calculating means for calculating an inclination value of a straight line connecting a local minimum point and a local maximum point adjacent in the waveform;
Normalization that is a value indicating how much the sample value of each sample between the adjacent minimum point and the maximum point is deviated from the straight line by using the inclination value calculated by the inclination calculating means. A normalized value calculating means for calculating a value;
Using the normalized value calculated by the normalized value calculation means and a coefficient corresponding to the number of sampling intervals between the adjacent minimum point and the maximum point, between the adjacent minimum point and the maximum point Correction value calculation means for calculating a correction value for correcting each sample in a direction in which the deviation from the straight line increases,
An audio signal processing apparatus comprising: output data generating means for adding the correction value for each sample calculated by the correction value calculating means to the value on the straight line at the timing of each sample and outputting the result.
外部から入力されるデジタル音声信号の各サンプルについて、当該サンプルのサンプル値を時間的に1つ前のサンプルのサンプル値と比較し、その比較結果に基づいて、前記デジタル音声信号の波形における極小点と極大点とを検出する極点検出手段と、
前記波形中で隣接する極小点と極大点とをつなぐ直線の傾き値を算出する傾き算出手段と、
この傾き算出手段で算出した前記傾き値を用いて、前記隣接する極小点と極大点との間の各サンプルのタイミングにおける前記直線上の値をそれぞれ算出し、この算出結果を対応する各サンプルのサンプル値から減算した値を、各サンプルについての正規化値として算出する正規化値算出手段と、
この正規化値算出手段で算出した各サンプルについての前記正規化値と、前記隣接する極小点と極大点との間のサンプリング間隔数に応じた係数を前記正規化値に乗算した値とを加算した値を、各サンプルについての補正値として算出する補正値算出手段と、
この補正値算出手段で算出した各サンプルについての前記補正値を、各サンプルのタイミングにおける前記直線上の値に加算して出力する出力データ生成手段と
を備えることを特徴とする音声信号処理装置。
For each sample of the digital audio signal input from the outside, the sample value of the sample is compared with the sample value of the previous sample in time, and based on the comparison result, the minimum point in the waveform of the digital audio signal And extreme point detection means for detecting the local maximum point,
An inclination calculating means for calculating an inclination value of a straight line connecting a local minimum point and a local maximum point adjacent in the waveform;
Using the inclination value calculated by the inclination calculating means, the value on the straight line at the timing of each sample between the adjacent minimum point and the maximum point is calculated, and the calculation result is calculated for each corresponding sample. Normalized value calculation means for calculating a value subtracted from the sample value as a normalized value for each sample;
The normalized value for each sample calculated by the normalized value calculating means is added to the value obtained by multiplying the normalized value by a coefficient corresponding to the number of sampling intervals between the adjacent minimum and maximum points. Correction value calculating means for calculating the value obtained as a correction value for each sample;
An audio signal processing apparatus comprising: output data generating means for adding the correction value for each sample calculated by the correction value calculating means to the value on the straight line at the timing of each sample and outputting the result.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008275876A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Victor Co Of Japan Ltd Digital sound processing device and program
JP2008298942A (en) * 2007-05-30 2008-12-11 Victor Co Of Japan Ltd Digital speech processing apparatus and digital speech processing program

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